Verfahren zum Karburieren von Gasen Nach dem gegenwärtigen Stande der Technik werden bei der Vergasung fester Brennstoffe und bei der thermischen oder katalytischen Umsetzung gas förmiger oder flüssiger Kohlenwasserstoffe mit Was serdampf, Sauerstoff oder Luft Gase erzeugt, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Kohlenoxyd be stehen, und daneben relativ geringe Mengen Methan, höhere Kohlenwasserstoffe sowie wechselnde Mengen Stickstoff enthalten. Die Verbrennungswärme solcher Gase kann je nach der Zusammensetzung z. B. 1000 bis 3000 kcal/Nm3 betragen.
Für die Verwendung dieser Schwachgase als Stadtgas oder Ferngas und auch für gewisse Feuerungsanlagen sind solche Ver brennungswärmen zu niedrig. Es sind deshalb in lang jährigen Entwicklungsarbeiten von vielen Firmen und Erfindern zahlreiche Verfahren entwickelt worden, um die Verbrennungswärme solcher Gase mit nie drigem Heizwert zu erhöhen.
Man kann im wesentlichen drei Gruppen von Verfahren zur Herstellung von Starkgasen unter scheiden.
1. Direkte Herstellung von Gasen mit höherem Heizwert durch entsprechende Reaktionsführung bei der thermischen oder katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen, die auch als Kombinationen von Kracken und Spalten mit Vergasungsmitteln bezeichnet werden kann. Bei der Spaltung gasförmi ger oder dampfförmiger Kohlenwasserstoffe können auf diese Weise Gase mit Verbrennungswärmen von mehr als 4000 kcal/Nm3 erzeugt werden.
Diese Verfahren haben zwar den grossen Vorteil, in einer Stufe Starkgas von gewünschtem Heizwert zu liefern, sie haben aber im allgemeinen den Nachteil, dass im Vergleich mit normalen Spaltverfahren der Wirkungs grad niedriger ist, die Gefahr einer Russabscheidung wesentlich vergrössert und der Gehalt der Gase an gewissen Verunreinigungen, wie z. B. Naphthalin, Öl, polymerisierbaren Olefinen und Diolefinen er höht wird. Auch die technische Beherrschung des Prozesses ist durch die Notwendigkeit sehr genauer Reaktionsführung und Beherrschung der Tempera turen erschwert.
2. Vermischung niedrigkalorischer Gase mit Ga sen von hohem Heizwert, z. B. Erdgas, Propan, Butan (Flüssiggase) oder Raffineriegasen.
3. Zumischung von Dämpfen flüssiger Kohlen- wasserstoffe, auch Karburieren der Gase genannt. Bei diesen Verfahren werden flüssige Kohlenwasser- stoffe, z. B. Benzine, in das Gas eingespritzt und so in Dampfform übergeführt oder dem Gasstrom durch partielle Verdampfung zugesetzt. Nach dem gegen wärtigen Stand der Technik erfolgt die Zumischung der Benzindämpfe bei diesen Karburierverfahren z. B.
dadurch, dass man die niedrigkalorigen Gase durch liegende oder stehende Benzinbehälter leitet, in de nen die Benzindämpfe durch Verdampfen bei ge wöhnlicher Temperatur oder durch Erwärmung oder verminderten Druck erzeugt werden. Vielfach ist es auch üblich, flüssige Benzine in das Gas einzu spritzen, oder fein verteilt einzusprühen, und auf diese Weise zu verdampfen.
Diese letzteren Verfahren haben, da der Anteil an leicht kondensierbaren Kohlenwasserstoffen im karburierten Gas verhältnismässig hoch ist, den Nach teil, dass bei niedrigeren Temperaturen oder bei Drucksteigerung die Gefahr einer Kondensation die ser Kohlenwasserstoffe aus dem karburierten Gas besteht. Es ist ausserdem bei diesen Verfahren schwierig, eine im Betrieb immer gleichbleibende Zusammensetzung der Benzindämpfe in der Gas phase zu erzielen.
Um diese technischen Schwierig keiten und Nachteile zu vermeiden, die beim Kar- burieren von Gasen mt Benzinen nach dem Ein- spritzverfahren auftreten, hat sich bisher die Ver wendung von Benzinen mit sehr niedrigem Siede bereich als einzig gangbarer Weg erwiesen. Dieses Verfahren macht aber eine weitgehende Abtrennung der Benzinkohlenwasserstoffe mit mehr als fünf C-Atomen erforderlich, was technisch bisher nur durch Destillation und Rektifikation, also nur in einer zusätzlichen kostspieligen Verfahrensstufe, mög lich war.
Die vorliegende Erfindung schafft nun ein Ver fahren zur Erhöhung des Heizwertes von Gasen durch Karburieren mit niedriger siedenden Anteilen eines Kohlenwasserstoffgemisches bzw. zur Abtrennung niedrigsiedender Anteile aus Kohlenwasserstoffge mischen, welches die oben angegebenen Nachteile bei der Herstellung von Gasen mit hohem Heizwert, ins besondere beim Karburieren von Gasen mit geringem Heizwert, vermeidet. Das erfindungsgemässe Ver fahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gase im Gegenstrom zu einem flüssigen Gemisch von Koh- lenwasserstoffen geführt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann in Gegen stromapparaten beliebiger Art, vorzugsweise in Füll körperkolonnen, aber auch in Siebboden- oder in Glockenbodenkolonnen, in in Serie geschalteten Mehrkörpersättigungsapparaten und schliesslich selbst in schwach geneigten Rohrleitungen oder Rohrschlan gen genügender Länge durchgeführt werden und die Möglichkeit der Verwendung solcher einfacher bzw. bereits gut ausgebildeter Apparaturen zur Durch führung des erfindungsgemässen Verfahrens stellt einen nicht zu übersehenden Vorteil des erfindungs gemässen Verfahrens dar.
Für das Verfahren gemäss vorliegender Anmel dung sind beliebige Gase von niedrigem Heizwert, aber auch Inertgase, geeignet. Solche Gase von nie drigem Heizwert sind z. B. Generatorgase und Was sergase, die aus festen Brennstoffen hergestellt sind, Spaltgase, die durch Umsetzen von Kohlenwasser stoffen mit Wasserdampf, Luft und/oder Sauerstoff hergestellt sind, ferner Gichtgas vom Hochofen- Prozess, aber auch verschiedene Industrieabgase,
von denen als Beispiel das Kreislauf-Entspannungsgas der Ammoniak-Synthese erwähnt werden soll.
Bei Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens sind flüssige Gemische von Kohlenwasser stoffes beliebiger Herkunft verwendbar, beispiels weise Erdöle, Erdöldestillate, Krackprodukte, Schwel- und Hochtemperatur-Teerdestillate, Hydrier- und Synthese-Produkte, Rohbenzol und Benzol-Benzin- Gemische, also chemisch gesehen, sowohl paraffi- nische, olefinische,
naphthenische und aromatische Kohlenwasserstoffe.
Das Prinzip des Verfahrens beruht erfindungs gemäss darauf, dass das zu karburierende Gas im Gegenstrom zum flüssigen Karburiermittel geführt wird, wobei praktisch niedrigersiedende Kohlenwas- serstoffe verdampfen, dagegen höhersiedende An- teile vorteilhaft kontinuierlich flüssig abgezogen wer den.
Wenn als Karburiermittel Gemische von Kohlen wasserstoffen mit verschiedenem Dampfdruck, z. B. Benzine von beliebigem Siedebereich, verwendet wer den, so sättigt sich das Gas im unteren Teil der Sätti gungskolonne mit Dämpfen, die im Gleichgewicht mit dem aus der Kolonne austretenden flüssigen Karbu- riermittel stehen. Niedrigersiedende Teile des Kar- buriermittels verdampfen und die Komponenten mit höheren Siedepunkten oder mit niedrigen Dampf drucken sind in der flüssigen Phase angereichert.
Der Gleichgewichtsdampf enthält eine dem Produkt aus MolA-Gehalt der flüssigen Phase und dem Dampf druck der reinen Komponenten proportionale Menge jeder Komponente. Beim Weiterströmen des bereits mit Karburiermittel gesättigten Gases kommt dieses mit dem entgegenströmenden Karburiermittel in Be rührung, das in zunehmender Menge leichterflüchtige Anteile enthält, und an jeder Stelle des Gegenstrom apparates wird das Gleichgewicht zwischen flüssigem Karburiermittel und Dampf im karburierten Gas eingestellt.
Das Verhältnis der Partialdrucke der im karbu- rierten Gas enthaltenen Kohlenwasserstoffe ver schiebt sich auf diese Weise kontinuierlich vom Gas eingang zum Gasausgang im Gegenstrom mit dem Karburiermittel immer mehr zu Gunsten der niedri- gersiedenden Komponenten. Das bedeutet, dass Kom ponenten mit niedrigerem Dampfdruck aus dem Gas abgeschieden und an ihre Stelle Komponenten mit höherem Dampfdruck aus der Flüssigkeit aufgenom men werden.
Praktisch hat dies zur Folge, dass vom Gaseingang in den Gegenstromapparat auf dem Wege bis zum Gasausgang die Zusammensetzung der im karburierten Gas enthaltenen Kohlenwasserstoffe sich kontinuierlich zu Gunsten der niedriger siedenden verschiebt und die Gesamtmenge der aufgenommenen Kohlenwasserstoffe und damit der Heizwert des kar- burierten Gases steigt.
Beim Austritt des Gases aus der Kolonne stehen die vom Gas aufgenommenen Kohlenwasserstoffe im Gleichgewicht mit dem ein gesetzten Karburiermittel. Die Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffdämpfe im Gas ist den Partial drucken der Komponenten des Karburiermittels nahezu proportional, da am Gasausgang des Gegen stromapparates ständig frisches Karburiermittel zu geführt wird, an dieser Stelle des Apparates infolge dessen aus dem Gemisch praktisch noch nichts ver dampft ist. In dem aus dem Gegenstromapparat aus tretenden flüssigen Kohlenwasserstoffgemisch sind die Komponenten mit höheren Siedepunkten und niedrigeren Dampfdrücken angereichert.
Da somit beim erfindungsgemässen Karburieren von Gasen in Gegenstromapparaten mittels Gemi schen flüssiger Kohlenwasserstoffe dauernd Gleich gewicht zwischen Dampfphase (karburiertes Gas) und Flüssigkeitsphase (Karburiermittel) besteht, wird der wesentliche Vorteil erreicht, dass die Abtrennung der niedriger siedenden Kohlenwasserstoffe aus dem als Karburiermittel verwendeten Gemisch im Gegen satz zu bekannten Arbeitsweisen mit sehr hoher Trennschärfe erfolgt.
Das Verfahren hat gegenüber bekannten Arbeitsweisen noch den besonderen Vor teil, dass Gase von hoher Reinheit und gleichbleiben der Zusammensetzung erhalten werden, die auf ein fachste Weise den jeweiligen Erfordernissen ange passt werden können. Als weiterer Vorteil ergibt sich die Möglichkeit zur Herstellung karburierter Gase mit hohem Heizwert und niedrigem Taupunkt unter Verwendung von Kohlenwasserstoff-Gemischen mit sehr weitem Siedebereich in einem einzigen Arbeitsgang.
Die Zusammensetzung der im karburierten Gas enthaltenen Kohlenwasserstoffdämpfe und die Zu sammensetzung des nicht verdampften flüssigen Ge misches von Kohlenwasserstoffen ist vom Mengen verhältnis der im Gegenstrom zueinandergeführten Gase und des Gemisches flüssiger Kohlenwasser stoffe abhängig. Dieser Umstand kann in einfacher Weise zur Einstellung eines bestimmten Heizwertes des karburierten Gases ausgenützt werden.
Zweck mässig geschieht dies dadurch, dass die Menge des im Gegenstrom zum Gas geführten Kohlenwasserstoff gemisches so bemessen wird, dass die darin enthalte nen niedriger siedenden Anteile ausreichen, um die angestrebte Heizwerterhöhung zu erzielen.
Die Zu sammensetzung der im karburierten Gas enthaltenen Kohlenwasserstoffdämpfe und die Zusammensetzung des nicht verdampften flüssigen Gemisches der Koh- lenwasserstoffe ist aber auch von der verdampften Kohlenwasserstoffmenge, der Verdampfungstempera- tur und dem Druck abhängig, und es kann deshalb die Erhöhung des Heizwertes des zu karburierenden Gases bzw. die Menge der aus dem Karburiermittel verdampften Kohlenwasserstoffe auch durch Wahl des Arbeitsdruckes und der Arbeitstemperatur be stimmt werden.
Mit besonderem Vorteil wird das erfindungsge mässe Verfahren bei niedrigen Temperaturen, vor zugsweise etwa bei Raumtemperatur, ausgeführt, da bei einer solchen Arbeitsweise eine ausreichend hohe Heizwerterhöhung des zu karburierenden Gases bei gleichzeitig niedrigem Taupunkt des karburierten Ga ses erzielt werden kann. Das Arbeiten bei niedrigen Temperaturen wird dadurch erleichtert, dass beim Verdampfen von Kohlenwasserstoffeh aus dem Kar- buriermittel dem System Wärme entzogen wird und somit das Karburiermittel und das Gas abgekühlt wird.
Diese Temperaturerniedrigung bewirkt ent sprechend der Abhängigkeit des Dampfdruckes ver schiedener Kohlenwasserstoffe von der Temperatur eine Verschiebung der Gleichgewichtsdrücke, in dem Sinne, dass relativ mehr niedrigsiedende und immer weniger höhersiedende Kohlenwasserstoffe im Dampf vorhanden sind. Dementsprechend werden die bei niedrigeren Temperaturen karburierten Gase niedri gere Taupunkte haben als Gase, die bei höheren Temperaturen karburiert sind. Bei der Gegenstromkarburierung wird der Tau punkt des erzeugten Gases um so niedriger sein, je niedriger die Temperatur am Gasausgang des Gegen stromapparates ist.
Da bei Durchführung des er findungsgemässen Verfahrens in einem Gegenstrom apparat das Karburiermittel dort die niedrigste Tem peratur besitzen wird, wo aus dem Karburiermittel die meisten Kohlenwasserstoffe verdampfen, das ist also im Bereich der Eintrittsstelle der Gase in den Gegenstromapparat bzw.
im Bereiche der Austritts stelle des Karburiermittels aus dem Gegenstromappa rat ist es zur Erzielung eines niedrigen Taupunktes der karburierten Gase von Vorteil, das in den Gegen stromapparat eintretende Karburiermittel durch aus dem Gegenstromapparat austretende Karburiermittel zu kühlen, wodurch auch die Temperatur der aus dem Gegenstromapparat austretenden karburierten Gase abgesenkt wird. Die karburierten Gase weisen dann einen Taupunkt auf, der der niedrigeren Tem peratur der karburierten Gase am Gasausgang des Gegenstromapparates entspricht.
Es ist dementspre chend von Vorteil, wenn die bei der Sättigung des Gases mit Kohlenwasserstoffdämpfen dem Gemisch entzogene Verdampfungswärme in Wärmeaustau- schern zur Kühlung des eingesetzten Kohlenwasser stoffgemisches verwendet wird. Die Erzielung einer niedrigen Temperatur der den Gegenstromapparat verlassenden Gase und damit eines niedrigen Tau punktes der karburierten Gase ist auch dann mög lich, wenn die Gase, bevor sie im Gegenstrom zum Gemisch flüssiger Kohlenwasserstoffe geführt wer den, in an sich bekannter Weise durch Einspritzen eines Kohlenwasserstoffgemisches oder durch über leiten über,
oder Durchleiten durch ein Kohlenwas serstoffgemisch karburiert werden. Dies kann derart durchgeführt werden, dass das Gas zunächst in einem besonderen Behälter durch Eindüsen von Karburier- mittel mit Benzindämpfen gesättigt wird, wobei auf relativ kleinem Raum dem Gas und der Flüssigkeit Wärme entzogen wird.
Diese Einspritzapparatur kann als Wärmeaustauscher ausgebildet sein und wird zweckmässigerweise räumlich oberhalb des Gegen stromapparates angeordnet und zur Abkühlung des am oberen Ende des Gegenstromapparates zugeführ ten Karburiermittels benutzt. Das mit Kohlenwasser- stoffeh bereits gesättigte Gas wird dann am unteren Ende des Gegenstromapparates eingeführt. Auf diese Weise können im Gegenstromapparat nahezu iso- therme Verhältnisse realisiert werden.
Es kann unter Umständen günstig sein, dem am oberen Ende des Gegenstromapparates zugeführten Karburiermittel durch einen eigenen Kühlkreislauf noch weitere Wärme zu entziehen und so die Temperatur am Kopf des Gegenstromapparates auf beliebig niedrige Tem peratur zu bringen. Bei einer solchen Arbeitsweise ist es dann möglich, in einem einzigen Arbeitsgang ein karburiertes Gas mit beliebig niedrigem Taupunkt herzustellen.
Ein niedriger Taupunkt der karburierten Gase kann auch dadurch erreicht werden, dass bei erhöh- tem Gasdruck gearbeitet wird und dass das bei die sem Druck mit Kohlenwasserstoffen beladene Gas anschliessend teilweise oder ganz entspannt wird.
Wie bereits erwähnt, entspricht der Taupunkt der nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit Kohlenwasserstoffdämpfen karburierten Gase der Sättigungstemperatur, also der Temperatur im Be reich des Gasaustrittes aus dem Gegenstromapparat. Um den Taupunkt der erfindungsgemäss karburier- ten Gase noch weiter herabzusetzen und um den ge wünschten Heizwert derselben einzustellen, können die karburierten Gase mit nicht karburierten Gasen vermischt werden.
Mit Vorteil wird das zur Karburierung verwen dete Kohlenwasserstoff-Gemisch gleichzeitig dazu be nutzt, Verunreinigungen der Gase, z. B. Naphthalin, Öldämpfe, organische Schwefelverbindungen usw., auszuwaschen. Die bei der Karburierung von Gasen im Gegen strom auftretenden niedrigen Temperaturen können mit Vorteil dazu benutzt werden, den eventuell im Gas vorhandenen Wasserdampf zu kondensieren und mit dem nichtverdampften Karburiermittel abzuzie hen.
Zur Herstellung von Spaltgasen werden in neuerer Zeit in zunehmendem Masse Kohlenwasserstoff-Ge- mische im Benzin-Siedebereich durch katalytische oder thermische Spaltung mit Wasserdampf und/oder Luft bzw. Sauerstoff zu Spaltgasen umgesetzt, die insbesondere bei der katalytischen Spaltung über wiegend aus Kohlenoxyd, Wasserstoff und eventuell Stickstoff bestehen.
Das erfindungsgemässe Verfah ren kann nun in besonders vorteilhafter Weise mit einem Verfahren zur Spaltgasherstellung aus Koh lenwasserstoffgemischen dadurch kombiniert werden, dass Spaltgase mit einem flüssigen Gemisch von Koh lenwasserstoffee karburiert werden, wobei die niedri ger siedenden Anteile des Kohlenwasserstoffgemi sches dampfförmig in das Spaltgas übergehen, und die verbleibenden höher siedenden flüssigen Kohlen wasserstoffe zur Herstellung des Spaltgases verwen det werden.
Der Vorteil einer solchen Arbeitsweise liegt vor allem darin, dass der Taupunkt der erzeug ten Gase bei gleichbleibendem Heizwert viel niedri ger liegt als der Taupunkt in an sich bekannter Weise karburierter Gase. Die Abtrennung der niedrig sie denden Anteile aus den für die Spaltung verwendeten Kohlenwasserstoffee bringt aber technisch noch den weiteren Vorteil, dass sich Kohlenwasserstoffgemische mit engerem Siedebereich bei der katalytischen Spal tung günstiger verhalten.
Durch das erfindunsgemässe Verfahren zur Er höhung des Heizwertes von Gasen durch Karburie- ren wird eine Abtrennung der leichter flüchtigen Be standteile in einem Ausmass bewirkt, wie sie sonst nur durch Feindestillations-, Rektifikations- oder Adsorptionsverfahren erzielt werden können.
Wenn das Karburiermittel gelöste Gase, z. B. Propan und Butan, enthält, dann werden bei dem vor- liegenden Gegenstromverfahren diese Gase restlos vom Gasstrom aufgenommen. Das Verfahren kann demnach auch zum Entfernen gelöster Gase aus flüssigen Gemischen angewendet werden.
Im folgenden wird das erfindungsgemässe Ver fahren anhand von Ausführungsbeispielen näher er läutert. <I>Beispiel 1</I> Für Vergleichsversuche 1. durch Einspritzen 2. durch Verdampfen 3. durch Gegenstromverdampfung wurde jeweils das gleiche synthetische Kohlenwasser stoffgemisch mit 25 Mol % n-C3HI_, 25 Mol % n-C6H14 25 Mol % n-C71116 25 Mol % n-C8H1g verwendet.
Die Zusammensetzung der beim Karburieren aufgenommenen Kohlenwasserstoffe ist aus der Ta belle I ersichtlich. Das verwendete Gas ist hier bei 20 C mit Kohlenwasserstoffen gesättigt, weist also einen Taupunkt von 20 C auf. In Spalte 1 sind die Vol. % Kohlenwasserstoffe im karburierten Gas an gegeben, wenn die entsprechende Menge Kohlen wasserstoff-Gemisch eingespritzt wird.
In Spalte 2 ist die Zusammensetzung der Kohlen wasserstoffe angegeben, wenn 30 % des Kohlenwas- serstoff-Gemisches beim Durchleiten des Gases durch das Karburiermittel bei 20 C verdampft werden.
In Spalte 3 ist die Zusammensetzung der Koh- lenwasserstoffe angegeben, wenn ebenfalls - wie bei Spalte 2 - 30 Gew. % bei 20 C verdampft wurden, die Verdampfung aber nicht durch einfaches Durch leiten, sondern nach dem erfindungsgemässen Ver fahren im Gegenstrom z. B. in einer Kolonne durch geführt wurde. Als Kolonne wurde für diese Labora toriumsversuche eine 4 m hohe Glaskolonne mit 40 mm 0 verwendet, die mit Raschigringen als Füll körper beschickt war. Die grossen Unterschiede in der Zusammenset- los zung der vom Gas aufgenommenen Kohlenwasser- stoffe sind klar ersichtlich.
Während das durch Ein spritzen karburierte Gas nur 83 g Kohlenwasser stoffe und nur 0,5 Vol. % Pentan und das durch Verdampfen karburierte 353 g Kohlenwasserstoffe llo und 4,9 % Pentan enthält, enthält das durch Gegen stromverdampfung karburierte Gas 712 g Kohlen wasserstoffe mit einem Anteil von 15 % Pentan. Die sen Werten entsprechend, ist auch die Verbrennungs wärme bei der Gegenstromverdampfung ein Viel-<B>115</B> faches, verglichen mit den beiden anderen Verfah ren.
EMI0005.0001
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Verfahren <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> Einspritzen <SEP> Verdampfen <SEP> Gegenstromverdampfung
<tb> n-C5H12 <SEP> VolA <SEP> 0,5 <SEP> 4,9 <SEP> 15,0
<tb> n-C6H14 <SEP> Val.% <SEP> 0,5 <SEP> 2,6 <SEP> _ <SEP> 4,0
<tb> n-G,Hlc <SEP> Vol.% <SEP> 0,5 <SEP> 1,7 <SEP> 1,2
<tb> n-C81118 <SEP> Vol.% <SEP> <U>0,5 <SEP> 0,4 <SEP> 0,2</U>
<tb> g <SEP> KW/Nm3 <SEP> Gas <SEP> 83 <SEP> 353 <SEP> 712
<tb> Verbrennungswärme <SEP> 950 <SEP> 4060 <SEP> 8180
<tb> kcal/Nm3 Durch Verdünnen dieser Gase mit einem Inert- gas oder einem Heizgas mit niedrigem Heizwert wur den nun drei karburierte Gase hergestellt,
die gegen über dem nichtkarburierten Gas eine Heizwerterhö- hung von 1000 kcal/Nm3 aufweisen.
Die Gegenüberstellung in Tabelle II zeigt beson ders deutlich den grossen Vorteil, den das Gegen- stromverfahren bietet. Man erkennt, dass bei der Ver wendung des gleichen Karburiermittels und gleicher Heizwerterhöhung nach dem Einspritzverfahren ein Taupunkt von +22 C, durch Verdampfen ein Tau punkt von -9 C und durch Gegenstromverdampfung ein Taupunkt von -23 C für das karburierte Gas zu erreichen ist.
EMI0005.0016
<I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb> Verfahren <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> Einspritzen <SEP> Verdampfen <SEP> Gegenstromverdampfung
<tb> n-C5H12 <SEP> VOI.% <SEP> 0,53 <SEP> 1,21 <SEP> 1,83
<tb> n-C6H14 <SEP> VOM <SEP> 0,53 <SEP> 0,64 <SEP> 0,51
<tb> n-G7H1E <SEP> VolA <SEP> 0,53 <SEP> 0,42 <SEP> <B><I>'0,15</I></B>
<tb> n-C81118 <SEP> Vol.
<SEP> % <SEP> <U>0,53 <SEP> 0,08 <SEP> 0,03</U>
<tb> Taupunkt <SEP> <SEP> C <SEP> = <SEP> 22 <SEP> - <SEP> 9 <SEP> <B>-23</B> <I>Beispiel 2</I> In einer Füllkörperkolonne wurden bei 200 C und Atmosphärendruck aus einem Kohlenwasser- stoff-Gemisch die in einem Inertgasstrom flüchtigen Anteile verdampft, indem das Kohlenwasserstoff- Gemisch in der Füllkörperkolonne von oben nach unten dem von unten nach oben geführten Stickstoff entgegenströmte. Es wurden 29,
6 Gew. % des Test gemisches verdampft, die vom Gas aufgenommene Kohlenwasserstoffmenge betrug 1038 g Kohlenwas- serstoffe/Nm3. Die Erhöhung der Verbrennungs wärme betrug bei diesem Gas 11950 kcal/Nm3. Die folgende Gegenüberstellung in Tabelle III zeigt in Spalte 1 die Zusammensetzung des Testgemisches, das zum Karburieren verwendet wurde, und in Spalte 2 die Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffe, die bei der Gegenstromverdampfung in die Gasphase übergegangen sind.
EMI0005.0035
<I>Tabelle <SEP> III</I>
<tb> 1 <SEP> 2
<tb> n-C5H12 <SEP> 38,7 <SEP> Mol% <SEP> 75,6 <SEP> Mol%
<tb> n-QH14 <SEP> 38,7 <SEP> 20,2
<tb> CaH5 <SEP> 2,6 <SEP> 0,9
<tb> n-C71118 <SEP> 19,3 <SEP> 3,3
<tb> <U>n-C8H18 <SEP> 0,7 <SEP> 0,0</U>
<tb> 100,0 <SEP> Mol <SEP> % <SEP> 100,0 <SEP> Mol Man sieht, dass der Pentan-Anteil bei dieser Kar- burierung von 38,7 auf 75,6 angestiegen ist, während der Oktananteil von 0,7 im Testgemisch auf Null im karburierten Gas abgesunken ist.
<I>Beispiel 3</I> Ein konvertiertes Spaltgas mit einem Heizwert von 2730 keal/Nm3 sollte durch Karburieren auf einen Heizwert von 4200 kcal/Nm3 gebracht wer den. Zum Karburieren wurde ein Benzin mit einem Siedebereich von 43 bis 164 C verwendet. Das Kar burieren wurde in einer 4 m langen, mit Raschig- ringen als Füllkörper gefüllten Kolonne durchgeführt, wobei 20 Vol. % des Benzins bei 20 C und Atmos phärendruck verdampft wurden.
Das aus der Gegen stromkolonne austretende karburierte Gas enthielt 471,6 g/Nm3 Kohlenwasserstoffe der Zusammen setzung, die in der folgenden Tabelle IV Spalte 1 angeführt ist. Dieses bei 20 C gesättigte karburierte Gas.. wurde- mit einem nichtkarburierten Gas in einem solchen Mengenverhältnis vermischt, dass die Ver brennungswärme 4200 kcal/Nm3 betrug.
Das Mischgas enthält dann die in. Spaltre 2 der Tabelle IV in Vol. l angegebenen Kohlenwasserstoffmengen.
EMI0006.0006
<I>Tabelle <SEP> IV</I>
<tb> 1 <SEP> 2
<tb> C4H11) <SEP> 11 <SEP> Gew. <SEP> ö <SEP> 0,79 <SEP> VolA
<tb> C.-H12 <SEP> 48,9 <SEP> <SEP> 1,76 <SEP>
<tb> C6H14 <SEP> 34,4 <SEP> <SEP> 1,14 <SEP>
<tb> C7H16 <SEP> 5,7 <SEP> <SEP> 0,16 <SEP>
<tb> <U>C8H</U>18 <SEP> <U>0,0 <SEP> <SEP> 0,00 <SEP> </U>
<tb> 100,0 <SEP> Gew. <SEP> ö <SEP> 3,85 <SEP> VolA Dieses Mischgas konnte bei -10 C auf 2,05 atü oder bei 0 C auf 4,7 atü komprimiert werden, ohne dass Kohlenwasserstoffe kondensierten.
<I>Beispiel 4</I> Für die Karburierung, die in genau der gleichen Weise, wie in Beispiel 3 angegeben, durchgeführt wurde, wurde ein Spaltgas verwendet, das 58 mg Naphthalin/Nm3 und 1,5 mg ölnebel/Nms sowie 0,6 Vol. ö Benzol enthielt. In. dem aus der Kar- burierkolonne austretenden Gas konnte weder Naph thalin noch Öl und nur Spuren Benzol nachgewiesen werden.
Äthylmerkaptan, das dem Gas vor der Kar- burierung in einer Menge von 20 mg/Nms zugesetzt wurde, ist in der Gegenstromkolonne vollständig aus gewaschen worden.
<I>Beispiel 5</I> Ein bei 25 C mit Wasserdampf gesättigtes Gas wurde mit Benzin bei 20 C und Atmosphärendruck karburiert. In der Sättigungszone der Karburations- kolonne wurden Gas- und Benzintemperaturen von + 1 C gemessen. Das in die Kolonne eintretende Gas enthielt 40,2 g Wasserdampf/Nm3, das kar- burierte Gas nur 7,8 g/Nm3.
<I>Beispiel 6</I> Ein erfindungsgemäss nach Beispiel 1 karburiertes Gas mit Kohlenwasserstoffen der in Tabelle III Spalte 2 angegebenen Zusammensetzung wurde durch eine zweite Kolonne im Gegenstrom zu Paraffinöl geleitet.
Das aus der Kolonne austretende Gas ent hielt Kohlenwasserstoffefolgender Zusammensetzung:
EMI0006.0036
91,5 <SEP> Mol <SEP> ö <SEP> n-C5H12
<tb> 8,1 <SEP> <SEP> n-C6H14
<tb> 0,4 <SEP> <SEP> C6H6
<tb> 0,0 <SEP> <SEP> C7H16
<tb> 0,0 <SEP> <SEP> CsHls <I>Beispiel 7</I> Als Beispiel für die Herstellung eines Starkgases aus einem in grosser Menge in der Stahlindustrie zur Verfügung stehenden Gas mit niedrigem Heizwert wird folgendes Ausführungsbeispiel mit Gichtgas an gegeben.
Ein Gichtgas mit einer mittleren Zusammenset zung von 26 Vol. ö Kohlenoxyd, 3 ö Wasserstoff. 8 % Kohlendioxyd und 63ö Stickstoff mit einem Heiz wert von 880 kcal/Nm3 wird in einer Füllkörper kolonne im Gegenstrom bei 20 C mit einem Ben zin gesättigt, das einen Siedebeginn von 301 C und einen Siede-Endpunkt von l85 C aufweist. Die Menge des im Gegenstrom geführten Benzins be trägt pro Nm3 Gichtgas 2,4 kg.
Es wird ein kar- buriertes Gas erhalten, das bei dem Prozess pro Nm3 471,6 g Kohlenwasserstoffe folgender Zu sammensetzung aufgenommen hat:
EMI0006.0055
0H16 <SEP> 51,6 <SEP> g/Nm3
<tb> C5H12 <SEP> 231,0 <SEP>
<tb> C6H14 <SEP> 167,0 <SEP>
<tb> C7H16 <SEP> 27,0 <SEP> Der Heizwert dieses Gases beträgt 6180 kcal/Nm3. Durch Verdünnen mit nichtkarburiertem Gichtgas in einem Mengenverhältnis von 1 :
0,43 kann ein Brenn- gas mit einem Heizwert von 4600 kcal/Nm-3 er halten werden, das sich zum Betrieb von Starkgas- Öfen eignet.